[发明专利]用于LED照明设备的具有可调节光束的光学系统

权利要求书

1.用于LED照明设备的具有可调节光束的光学系统，包括：单个LED光源(1)，由单个二极管或者由二极管集合组成；第一光学结构(2)，靠近所述LED光源(1)放置；以及第二光学结构(3)，相对于所述第一光学结构(2)更加远离所述LED光源(1)，其特征在于，所述第一光学结构(2)由复杂的光学组件构成，在第一光学结构(2)中，从所述LED光源(1)发出并入射在所述第一光学结构(2)上的光线发生折射和反射，以便获取入射到正透镜的第一阵列(7)上的校准的光束，所述正透镜被放置在所述第一光学结构(2)的底部上，所述第一阵列(7)的每一个所述正透镜能够将入射到所述第一阵列(7)的校准的光束的一部分转换成入射到相应的所述第二光学结构(3)的负透镜的第二阵列(8)的聚敛光束。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一光学结构(2)和所述第二光学结构(3)由相同的透明折射材料制成。

3.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，从所述LED光源(1)发出并入射到所述第一光学结构(2)的光线在所述第一光学结构(2)的折射界面(5)上受到第一次折射，并且，所述光线的第一部分，即更接近于穿过所述LED光源(1)并且垂直于透镜的所述阵列(7、8)的光轴(10)的部分，被放置在所述LED光源(1)的前方的准直透镜(4)所校准，而所述光线的剩余部分被所述折射界面(5)所折射，这能够在放置于正透镜的所述第一阵列(7)的上方的抛物线反射器(6)的焦点处实现虚拟源。

4.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，所述抛物线反射器(6)将光线校准为与所述光轴(10)平行，并且所述反射器(6)的表面通过完全内反射的方式进行光的反射。

5.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，从所述LED光源(1)发射的光线，在它们入射到正透镜的所述第一阵列(7)之前，部分地通过所述准直透镜(4)的表面并且部分地通过所述抛物线反射器(6)的表面被完全地校准。

6.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，所述第二光学结构(3)包括两个折射界面，并且，尤其是，负透镜的所述第二阵列(8)和与负透镜的第二阵列(8)相关联的平面端界面(9)。

7.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，负透镜的所述第二阵列(8)具有与正透镜的所述第一阵列(7)的表面几何上相等的表面。

8.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，负透镜的所述第二阵列(8)包括位于最靠近所述LED光源(1)的部分的空气，和被与相对于所述LED光源(1)最远的部分相对应地放置的折射装置。

9.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，入射到所述第一阵列(7)上的所述校准光束，具有在垂直于所述光轴(10)的平面上不均匀的辉度。

10.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，透镜的所述阵列(7、8)包括相同的非球面凹透镜和凸透镜，该凹透镜和凸透镜被布置在规则的六角形或者方形网格上，使得所述阵列(7、8)的透镜的每一对都将所述入射的校准的光束进行分离。

11.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，所述LED光源(1)和所述第一光学结构(2)之间的相对位置是固定的，而所述第二光学结构(3)能够相对于所述第一光学结构(2)沿着所述光轴(10)平移，使得透镜的所述阵列(7、8)的表面之间的距离从最小值向最大值变化。

12.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，所述最小值等于零，同时所述最大值等于被放置在所述正透镜的第一阵列(7)内的透镜的焦距的两倍。

13.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，当所述值是最小值时，透镜的所述阵列(7、8)的表面彼此相符，并且所述光束(11)在不改变光束颜色或者几何形状的情况下穿过透镜的阵列(7、8)并且同样被所述平面终端界面(9)所校准。

14.根据前述权利要求的至少一项的光学系统，其特征在于，从所述平面端界面(9)发出的光束(12、14)具有张角，该张角随着所述第一光学结构(2)和所述第二光学结构(3)之间存在的距离而增加。